ГОСТ 12.1.038-82*

Группа Т58

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

Occupational safety standards system. Electric safety.
Maximum permissible valuies of pickp voltages and currents

ОКСТУ 0012

Дата введения 1983-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.07.82 N 2987

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)


Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Род тока
	не более
Переменный, 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный

Примечания:

1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены исходя из реакции ощущения.

2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Род тока

Нормируемая величина

Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности воздействия тока , с

0,01- 0,08

Переменный

Переменный

Постоянный

B , мА

Выпрямленный двухполупериодный

Выпрямленный однополупериодный

В , мА

Примечание. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 3

	Предельно допустимое значение напряжения прикосновения , В
Св. 1,0 до 5,0

Таблица 4

Продолжительность воздействия , с	Нормируемая величина
От 0,01 до 0,08

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79 .

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 - 6,7 кОм;

для табл.2 при времени воздействия

до 0,5 с - 0,85 кОм;

более 0,5 с - сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежу;

для табл.3 - 1 кОм;

для табл.4 при времени воздействия

до 1 с - 1 кОм;

более 1 с - 6 кОм.

Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25х25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

	Пояснение
Напряжение прикосновения	По ГОСТ 12.1.009-76
Аварийный режим электроустановки	Работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой
Бытовые электроустановки	Электроустановки, используемые в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в кинотеатрах, кино, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которыми могут взаимодействовать как взрослые, так и дети
Отпускающий ток	Электрический ток, не вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Текст документа сверен по:
официальное издание
Система стандартов безопасности труда: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001

Добавить сайт в закладки

Как действует электрический ток на человека?

Электрические травмы

Электрический ток поражает человека внезапно. Прохождение тока через тело человека вызывает элек­трические травмы различного характера: электрический удар, ожоги, электрические знаки-метки.

Электрическим ударом назы­вается поражение током, при котором возникает шок, т. е. свое­образная тяжелая реакция организма на сильный раздражи­тель - электрический ток.

Исход шока различен. В тяжелом случае шок сопровождается расстройством кровообращения и дыха­ния. Возможна фибрилляция сердца, т. е. вместо одновременного ритмичного (примерно 1 раз в секунду) сокращения сердечной мышцы возникает хаотическое подергивание отдельных ее воло­кон - фибрилл. Это прекращает нормальную работу сердца, кровоток останавливается, и может наступить смерть.

Поражение человека током при напряжении до 1000 В в большинстве слу­чаев сопровождается электрическим ударом.

Ожоги возникают при воздействии тока значительной вели­чины (около 1 А и более) или от электрической дуги. Так, при приближении к токоведущим частям напряжением выше 1000 В на недопустимо малое расстояние между токоведущей частью и телом человека появляется искровой разряд, а затем электриче­ская дуга, которая причиняет тяжелый ожог. При случайном контакте с токоведущей частью напряжением до 1000 В проходя­щий через тело человека ток нагревает ткани до 60-70°С. Это вызывает свертывание белка. Ожоги электрическим током излечиваются трудно. Они захватывают большую поверхность тела и проникают глубоко.

Электрические знаки (метки) - это омертвление кожи в виде мозоли желтого цвета с серой каймой в месте входа и выхода тока. Если поражение проникло глубоко, то ткани тела постепенно отмирают.

Характер воздействия переменного электрического тока в за­висимости от его величины приведен в табл. 1

Из табл. 1 следует, что опасным для человека является ток более 15 мА, при котором человек не может самостоятельно осво­бодиться. Ток в 50 мА вызывает тяжелое поражение. Ток в 100 мА, воздействующий более 1-2 с, является смертельно опасным.

Факторы, влияющие на исход поражения

Величина электри­ческого тока, проходящего через тело человека, а следовательно, исход поражения зависят от многих обстоятельств.

Наиболее опасным является переменный ток с частотой 50-500 Гц. Большинство людей сохраняют способность самостоя­тельно освободиться от токов такой частоты при очень малых его величинах (9-10 мА). Постоянный ток тоже опасен, но самостоятельно освободиться от него возможно при несколько больших величинах (20-25 мА).

Величина тока зависит от напряжения электроустановки и от сопротивлений всех элементов цепи, по которой протекает ток, в том числе от сопротивления тела человека. Сопротивление тела слагается из активного и емкостного сопротивлений кожи и вну­тренних органов. Сухая, неповрежденная кожа имеет сопротивле­ние около 100 000 Ом, влажная - около 1000 Ом, а сопротивле­ние внутренних тканей (при снятом роговом слое) составляет примерно 500-1000 Ом. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица и подмышечных впадин.

Сопротивление тела человека - величина нелинейная. Оно резко, непропорционально уменьшается при увеличении прило­женного к телу напряжения, увеличении времени воздействия тока, при неудовлетворительном физическом и психическом со­стоянии, при большом и плотном контакте с токоведущей частью и т. д. Из рис. 1 следует, что при увеличении приложенного к телу напряжения от 0 до 140 В сопротивление тела нелинейно падает от десятков тысяч до 800 Ом (кривая 1). Соответственно, ток, проходящий через тело, возрастает (кривая 2).

Сопротивление тела человека (Ом) приближенно определяют по формуле

Z чел = U пр / I чел

где U пр - падение напряжения на сопротивлении тела человека - В.

В расчетах по электробезопасности его (тоже приближенно) принимают равным:

Z чел = 1000 Ом

Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие. Харак­терные пути: ладонь - ступни, ладонь - ладонь, ступня - ступня. Однако смертельное поражение возможно и при прохо­ждении тока по пути, который, казалось бы, не затрагивает жиз­ненно важные органы, например через голень к ступне. Это явле­ние объясняется тем, что ток в теле протекает по пути наимень­шего сопротивления (нервам, крови), а не по прямой - через ткани с большим сопротивлением (мышцы, жир).

Установлено, что исход поражения током зависит от физиче­ского и психического состояния человека. Если он голоден, утомлен, опьянен или не здоров, то вероятность тяжелого пора­жения возрастает. Женщины, подростки, мужчины со слабым здоровьем способны выдержать значительно меньшие токи (в пределах б мА), чем здоровые мужчи­ны (12-15 мА).

Длительность воздействия - один из основных факторов, влияющих на исход поражения. Цикл работы сердца равен при­мерно 1 с. В цикле имеется фаза Т, равная 0,1 с, когда мышца сердца расслаблена и оно наиболее уязвимо для тока: может возникнуть фибрилляция. Чем меньше время воздействия тока (менее 0,1 с), тем меньше вероятность фибрилляции. Продолжительное (несколько секунд) воздействие тока приводит к тяжелому исходу: сопротивление тела уменьшается, а ток поражения возрастает.

Механизм воздействия электрического тока на человека сло­жен. С одной стороны, в высоковольтных установках были слу­чаи, когда кратковременное (сотые доли секунды) воздействие тока в несколько ампер не приводило к смерти. С другой стороны, уста­новлено, что смертельный исход возможен при напряжении 12-36 В, когда воздействует ток в несколько миллиампер. Это про­исходит в результате прикосновения к токоведущей части наибо­лее уязвимой частью тела - тыльной стороной ладони, щекой, шеей, голенью, плечом.

Учитывая опасность электроустановок напряжением как до 1000, так и выше 1000 В, каждый работающий должен твердо помнить, что нельзя прикасаться к токоведущим частям незави­симо от того, под каким напряжением они находятся, нельзя близко приближаться к токоведущим частям в высоковольтных установках, нельзя без надобности прикасаться к металлическим конструкциям распределительных устройств, опорам линий элек­тропередачи, к корпусам оборудования, могущим оказаться под напряжением при замыкании на них токоведущих частей.

Замыкания на землю в электроустановках, как правило, от­ключаются основной релейной защитой за доли секунды. Поэтому устройства электробезопасности (заземления и др.) допускается рассчитывать, исходя из больших величин допустимого тока. В этом случае допустимым считается ток, не вызывающий фибрил­ляции у 99,5% подопытных животных, масса тела и сердца кото­рых близка к человеческим. Допустимые величины тока и напря­жений прикосновения, полученные при лабораторных исследо­ваниях, приведены в табл. 2

Из табл. 3-2 следует, что токи более 65 мА и напряжения более 65 В допускаются менее 1 с.

ГОСТ 12.1.038-82*

Группа Т58

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

Occupational safety standards system. Electric safety.
Maximum permissible valuies of pickp voltages and currents

Дата введения 1983-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.07.82 N 2987

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)

Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Переменный, 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный

Примечания:

1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены исходя из реакции ощущения.

2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Нормируемая величина

Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности воздействия тока , с

Переменный

Переменный

Постоянный

Выпрямленный двухполупериодный

Выпрямленный однополупериодный

Примечание. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 3

	Предельно допустимое значение напряжения прикосновения , В
Св. 1,0 до 5,0

Таблица 4

Продолжительность воздействия , с	Нормируемая величина
От 0,01 до 0,08

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79.

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 - 6,7 кОм;

для табл.2 при времени воздействия

до 0,5 с - 0,85 кОм;

более 0,5 с - сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежу;

для табл.3 - 1 кОм;

для табл.4 при времени воздействия

до 1 с - 1 кОм;

более 1 с - 6 кОм.

Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25х25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

	Пояснение
Напряжение прикосновения	По ГОСТ 12.1.009-76
Аварийный режим электроустановки	Работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой
Бытовые электроустановки	Электроустановки, используемые в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в кинотеатрах, кино, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которыми могут взаимодействовать как взрослые, так и дети
Отпускающий ток	Электрический ток, не вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Текст документа сверен по:
официальное издание
Система стандартов безопасности труда: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001

При использовании данных ниже норм предельно допустимых значений токов и напряжений прикосновения необходимо иметь в виду следующие соображения.

1. Произведение порогового значения тока вентрикулярной фибрилляции и значения сопротивления тела человека могут дать пороговое значение напряжении вентрикуляриой фибрилляции, но надо иметь в виду, что эти величины не являются независимыми. В действительности сравнительно незначительная часть людей имеет высокое сопротивление тела и низкий порог тока вентрикулярной фибрилляции, в то время как большая часть людей имеет низкое сопротивление тела и высокий порог тока вентрикулярной фибрилляции.

Поэтому произведение имеющих одинаковую вероятность значений сопротивления тела человека и пороговых значений тока вентрикулярной фибрилляции даст пороговые значения напряжений вентрикулярной фибрилляции, относящиеся к несуществующему человеку.

1. Даже если бы пороговые значения тока и значение сопротивления тела были бы взаимно независимы, то простое перемножение их значений, имеющих одинаковую вероятность, дало бы значение порогового напряжения, имеющее меньшую вероятность по сравнению с вероятностью каждого из двух перемноясаемых значений.
2. Пороговые значения тока вентрикулярной фибрилляции, приведенные в Публикации МЭК-479, были получены из опытов на собаках. Более поздние исследования показывают, что сердце человека имеет более высокое пороговое значение тока вентрикулярной фибрилляции по сравнению с сердцем собаки и, следовательно, опубликованные пороговые значения могут рассматриваться как значения, данные с запасом.

Неаварийный режим электроустановки

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, проходящих через тело человека, используются при проектировании электроустановок постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от о,диой руки к другой и от рук к ногам.
Напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека, при продолжительности воздействия не более 10 мин. в сутки не должны превышать значений, приведенных в табл. 1. Данные табл. 1. относятся к электроустановкам всех классов напряжения как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Таблица 1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, проходящих через тело человека при неаварийном режиме
электроустановки

Род тока
Переменный. 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный

Аварийный режим электроустановки

Напряжения прикосновения и токи, проходящие через человека при аварийном режиме работы электроустановок напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью и выше 1 кВ с изолированной нейтралью, не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.
Напряжения прикосновения и токи, проходящие через человека при аварийном режиме работы электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, не должны превышать значений, приведенных в табл. 3.
Для контроля нормированных значений напряжений прикосновения и токов должны быть измерены напряжения и токи в местах, где могут ожидаться наибольшие значения контролируемых величин.
При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека в землю должно моделироваться металлической плоской пластиной с площадью контактной поверхности 625 см2. Прижим пластины к земле должен создаваться массой не менее 50 кг.
Измерения должны производиться для условий, соответствующих наибольшим значениям напряжений прикосновения и токов, проходящих через тело человека.
* Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (более 25°С) и влажности (относительная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.

Таблица 2 . Нормированные значения напряжения прикосновения и токов, проходящих через человека, для электроустановок напряжением до 1 кВ с заземленной и изолированной нейтралью и выше 1 кВ с изолированной нейтралью

Род тока

Нормируемая величина

Продолжительность воздействия тока /, с

Переменный

Переменный

ток, 400 Гц

Постоянный

Выпрямленный

двухполупериод- ный ток

Выпрямленный

однополупериод- ный ток

Таблица 3. Нормированные значения напряжения прикосновения и токов, проходящих через человека, для электроустановок напряжением выше 1 кВ частотой 50 Гц с эффективно заземленной нейтралью

Нормируемая величина

Продолжительность воздействия тока t, с

Для правильного проектирования способов и средств защиты лю­дей от поражения электрическим током необходимо знать допустимые уровни напряжений прикосновения и значений токов, протекающих че­рез тело человека.

Напряжением прикосновения называется напряжение между дву­мя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U ПД и то­ков I ПД, про­текающих через тело человека по пути "рука – рука" или "рука – ноги" при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, согласно ГОСТ 12.1.038-82* приведены в табл. 1.

При аварийном режиме производственных и бытовых приборов и электроустановок напряжением до 1000 В с любым режимом нейтрали предельно допустимые значения U ПД и I ПД не должны превышать значе­ний, приведенных в табл. 2. Аварийный режим означает, что электроус­тановка неисправна, и могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмам.

При продолжительности воздействия более 1 с величины U ПД и I ПД соответствуют отпускающим значениям для переменного и условно неболевым для постоянного токов.

Таблица 1

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

в нормальном режиме работы электроустановки

Примечание. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выпол­няющих работу в условиях высоких температур (выше 25 С) и влажно­сти (отно­сительная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.

Таблица 2

Предельно допустимые значения напряжения прикосновения

и токов в аварийном режиме работы электроустановки

Продолжительность действия электриче­ского тока, с	Производственные электроустановки		Бытовые приборы, электроустановки

4. Электрическое сопротивление тела человека

Значение тока через тело человека сильно влияет на тяжесть элек­тро­травм. В свою очередь, сам ток согласно закону Ома определяется со­противлением тела человека и приложенным к нему напряжением, т.е. напряжением прикосновения.

Проводимость живых тканей обусловлена не только физическими свой­ствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процес­сами, присущими лишь живой материи. Поэтому сопротивление тела человека является комплексной переменной величиной, имеющей нели­нейную зависимость от множества факторов, в том числе от со­стояния кожи, окружающей среды, центральной нервной системы, фи­зиологиче­ских факторов. На практике под сопротивлением тела чело­века пони­мают модуль его комплексного сопротивления.

Электрическое сопротивление различных тканей и жидкостей тела человека не оди­наково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия имеют отно­си­тельно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа, нервные волокна, спинной и головной мозг – малое сопротив­ле­ние.

Сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, в основном определя­ется сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоев: на­ружного (эпидермис) и внутреннего (дер­ма).

Эпидермис можно условно представить состоящим из рогового и росткового слоев. Роговой слой состоит из мертвых ороговевших кле­ток, лишен кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. Толщина этого слоя колеблется в пределах 0,05 – 0,2 мм. В сухом и незагрязненном состоянии роговой слой можно рассмат­ривать как пористый диэлектрик, пронизанный множеством протоков сальных и потовых желез и обладающий большим удельным сопротивле­нием. Ростковый слой примыкает к роговому слою и состоит в основ­ном из живых клеток. Электрическое сопротивление этого слоя благо­даря наличию в нём отмирающих и находящихся на стадии ороговения клеток может в несколько раз превышать сопротивление внутреннего слоя кожи (дермы) и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.

Дерма состоит из волокон соединитель­ной ткани, образующих густую, прочную, эластичную сетку. В этом слое находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные оконча­ния, корни волос, а также потовые и сальные железы, выводные про­токи которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротивление дермы, являющейся живой тканью, неве­лико.

Полное сопротивление тела человека есть сумма сопротивлений тканей, расположенных на пути протекания тока. Основным физиоло­гическим фактором, определяющим величину полного сопротивления тела человека, является состояние кожного покрова в цепи тока. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении 15 - 20 В, колеблется от единиц до десят­ков кОм. Если на участке кожи, где прикладываются электроды, со­скоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1 – 5 кОм, а при удалении всего эпидермиса – до 500 – 700 Ом. Если под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей, которое составляет 300 – 500 Ом.

Для приближённого анализа процессов протекания тока по пути "рука – рука" через два одинаковых электрода может быть использован упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания электриче­ского тока через тело человека (рис. 1).

Рис. 1. Эквивалентная схема сопротивления тела человека

На рис. 1 обозначено: 1 – электроды; 2 – эпидермис; 3 – внутрен­ние ткани и органы тела человека, включая дерму; İ h – ток, протекаю­щий через тело человека; Ů h – напряжение, приложенное к электродам; R Н – активное сопротивление эпидермиса; C Н – ёмкость условного кон­денсатора, обкладками которого являются электрод и хорошо проводя­щие ток ткани тела человека, расположенные под эпидермисом, а ди­электриком – сам эпидермис; R ВН – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму.

Из схемы рис. 1 следует, что комплексное сопротивление тела человека определяется соотношением

где Z Н = (jС Н) -1 = -jХ Н – комплексное сопротивление емкости С Н;

Х Н – модуль Z Н; f , f – частота переменного тока.

В дальнейшем под сопротивлением тела человека будем подразу­мевать модуль его комплексного сопротивления:

. (1)

На высоких частотах (больше 50 кГц) Х Н =1/(C Н) << R ВН, и сопротивления R Н оказываются практически закороченными ма­лыми сопротивлениями емкостей C Н. Поэтому на высоких частотах со­противление тела человека z h в приближенно равно сопротивлению его внутренних тканей: R ВН z h в. (2)

При постоянном токе в установившемся режиме емкостные сопро­тивления являются бесконечно большими (при 
0 Х Н

). Поэтому сопротивление тела человека постоянному току

R h = 2R Н + R ВН. (3)

Из выражений (2) и (3) можно определить

R Н = (R h -z h в)/2. (4)

На основе выражений (1) – (4) можно получить формулу для вы­числения величины емкости C н:

, (5)

где z hf - модуль комплексного сопротивления тела на частоте f ;

C Н имеет размерность мкФ; z hf , R h и R ВН – кОм; f - кГц.

Выражения (2) – (5) позволяют определить параметры эквивалент­ной схемы (рис. 1) по результатам экспериментальных измерений.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от ряда фак­торов. Повреждения рогового слоя кожи могут снизить сопротивление тела человека до величины его внутреннего сопротивления. Увлажнение кожи может понизить ее сопротивление на 30 – 50 %. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на ее поверхности минеральные веще­ства и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и жи­ровыми выделениями, становится более электропроводной, улучшает контакт между кожей и электродами, проникает в выводные протоки потовых и жировых желез. При длительном увлажнении кожи ее на­ружный слой разрыхляется, насыщается влагой и его сопротивление может уменьшиться в ещё большей степени.

При кратковременном воздействии на человека теплового облуче­ния или повышенной температуры окружающей среды сопротивле­ние тела человека уменьшается за счёт рефлекторного расширения кро­веносных сосудов. При более длительном воздействии наступает пото­отделение, в результате чего сопротивление кожи уменьшается.

С увеличением площади электродов сопротивление наружного слоя кожи R Н уменьшается, емкость С Н увеличивается, а сопротивление тела человека уменьшается. При частотах свыше 20 кГц указанное влияние площади электродов практически утрачивается.

Сопротивление тела человека зависит также и от места приложе­ния электродов, что объясняется различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желез на поверхности тела, неодинаковой степенью наполнения кровью сосудов кожи.

Прохождение тока через тело человека сопровождается местным нагревом кожи и раздражающим действием, что вызывает рефлекторное расширение сосудов кожи и, соответственно, усиленное снабжение ее кровью и повышенное потоотделение, что, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления кожи в данном месте. При небольших напря­жениях (20 -30 В) за 1 – 2 минуты сопротивление кожи под электродами может понизиться на 10 – 40 % (в среднем на 25 %).

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение его сопротивления. При напряжениях в десятки вольт это происходит из-за рефлекторных реакций организма в ответ на раздра­жающее действие тока (усиление снабжения сосудов кожи кровью, по­тоотделение). При повышении напряжения до 100 В и выше происхо­дят сначала локальные, а затем и сплошные электрические пробои рого­вого слоя кожи под электродами. По этой причине при напряжениях около 200 В и выше сопротивление тела человека практически равно сопротивлению внутренних тканей R ВН.

При ориентировочной оценке опасности поражения электрическим током сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм (R h = 1 кОм). Точное значение расчетных сопротивлений при разработке, рас­чёте и проверке защитных мер в электроустановках выбирается со­гласно ГОСТ 12.038-82*.